CN115901245A - 一种激光雷达系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种激光雷达系统和车辆。系统包括：收发模组；扫描模组；处理模组，包括光学和信号处理装置，光学处理装置包括光放大器和分光模组；收发模组包括第一收发模组，其包括分发、接收装置和激光器；光放大器将激光放大，分光模组将放大激光分成多束后回送至先前发送激光的收发模组的分发装置；分发装置处理激光形成探测光束和参考信息，将探测光束发给扫描模组，将参考信息发给接收装置；扫描模组根据探测光束对物体扫描，接收物体反射的回波光束发给接收装置；接收装置根据回波光束及参考信息形成电信号并发给信号处理装置分析。本申请将元件模块化，空间解耦，各激光器可使用不同编码，防止出现串扰，并可共用光放大器放大信号。

Description

一种激光雷达系统和车辆

技术领域

本申请涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种激光雷达系统和车辆。

背景技术

激光雷达能够提供周围环境的三维点云信息，是汽车自动驾驶及辅助驾驶系统中进行障碍物检测、车辆定位的重要传感器。目前制约激光雷达大规模应用的瓶颈主要由以下两方面：1)光机电耦合度高，即光学元件、机械结构和电学器件集成在一起，空间对准要求较高，导致系统装配难度大，成本过高；2)车载工作环境恶劣，例如需要在颠簸、风吹日晒等环境下工作，耦合度较高时，无法灵活设置激光雷达中的高精密、高功率光电系统的位置，导致容易损坏，难以满足长期可靠性需求；3)各个激光器发射的激光容易出现信号串扰，且无法进行统一处理，不利于简化结构和降低成本。

发明内容

本申请实施例提供一种激光雷达系统和车辆，将激光雷达系统中的元件模块化，并在空间上解耦，方便灵活安排各个元件的位置，降低安装难度和损坏风险，能够满足长期可靠性要求，并且各个激光器可使用不同编码，可防止出现信号串扰，同时可共用光放大器放大信号，有利于简化结构和降低成本。

为此，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种激光雷达系统，激光雷达系统包括：多个光学收发模组；多个扫描模组，与所述多个光学收发模组通过光纤组件一一对应连接；处理模组，包括光学处理装置和信号处理装置，所述光学处理装置包括光放大器和分光模组；所述多个光学收发模组包括至少两个第一光学收发模组，每个所述第一光学收发模组包括分发装置、接收装置和第一激光器；所述光放大器用于将所述至少两个第一光学收发模组中的第一激光器发射的激光混合并进行放大处理，所述分光模组用于将经过放大处理后的混合激光分成多束，并将多束激光的部分或全部分别回送至先前发送激光的第一光学收发模组中的分发装置；针对每一对连接的一个第一光学收发模组和一个扫描模组：所述分发装置用于将接收的激光进行处理，以形成探测光束和光束参考信息；并将所述探测光束通过所述光纤组件发送给对应的扫描模组，以及将所述光束参考信息发送给所述接收装置；所述扫描模组用于根据接收到的所述探测光束对目标物体进行不同方向扫描，接收所述目标物体反射的回波光束，并将所述回波光束发给所述接收装置；所述接收装置用于根据所述回波光束以及所述光束参考信息形成电信号，并将所述电信号发送给所述信号处理装置；所述信号处理装置用于根据各个第一光学收发模组发送的所述电信号对所述目标物体进行分析。

在上述方案中，光学收发模组、扫描模组和处理模组为独立模块，实现了模块化设计，并且通过光纤组件连接光学收发模组和扫描模组，使两者在空间上解耦，从而降低了装配难度，有利于提高装配速度和降低成本，还可根据性能和工作需要将各个模组安装在工作设备如车辆的不同位置，有利于提高激光雷达系统在恶劣环境下工作的可靠性，进一步地，方便根据用户需要，选择各个模块的数量和类型，缩短了定制化开发周期；同时两个以上第一激光器可位于不同的光学收发模组内，通过选择不同波长或加载不同调制信号可抑制各路之间的串扰，还能够在同一系统下同时兼容ToF和FMCW架构，增强了该系统的可扩展性。另外，各个第一光学收发模组中的第一激光器发射的激光可通过共有的光学处理装置进行功率放大和分束，有利于简化结构和降低成本。

在一种可能的实现方式中，所述至少两个第一光学收发模组的第一激光器发射的激光参数不同，所述分光模组包括第一分光器件，所述第一分光器件用于将经过放大处理后的混合激光按照参数分成多束，并将多束不同参数的激光分别回送至先前发送相同参数激光的所述第一光学收发模组中的分发装置。在该实现方式中，各个第一光学收发模组的第一激光器发送不同参数的激光到光放大器进行混合和放大处理后，经过放大后的混合激光可在第一分光器中按照参数分成多束，接着多束不同参数的激光可再全部分别返回发射该参数的激光的第一光学收发模组中的分发装置。例如，参数可为波长，即不同第一激光器发射的激光的波长不同。另外，参数还可为编码，即不同第一激光器发射的激光的编码不同。以激光雷达系统包括两个第一光学收发模组为例进行说明，一个第一光学收发模组的第一激光器发射第一波长的激光，另一个第一光学收发模组的第一激光器发射第二波长的激光，第一波长的激光和第二波长的激光经过光放大器进行混合和放大处理后，再通过第一分光器分为第一波长的放大激光和第二波长的放大激光，接着第一波长的放大激光再进入一个第一光学收发模组的分发装置，第二波长的放大激光再进入另一个第一光学收发模组的分发装置，实现各个第一光学收发模组可通过共有的光学处理装置对激光进行功率放大并分束，有利于简化结构和降低成本。

在一种可能的实现方式中，所述至少两个第一光学收发模组的第一激光器发射的激光参数不同，所述分光模组包括第一分光器件和第二分光器件，所述第一分光器件用于将经过放大处理后的混合激光按照参数分成多束，并将除第一激光以外的其他参数的激光回送至先前发送相同参数激光的所述第一光学收发模组中的分发装置，所述第一激光包括一种或多种参数的激光；所述多个光学收发模组还包括一个或多个第二光学收发模组，每个所述第二光学收发模组包括分发装置和接收装置；所述第二分光器件用于将经过所述第一分光器件后的所述第一激光的一部分回送至先前发送所述第一激光中的一种参数的激光的第一光学收发模组中的分发装置，以及将所述第一激光的另一部分发送至所述一个或多个第二光学收发模组中的分发装置；针对每一对连接的一个第二光学收发模组和一个扫描模组：所述分发装置用于将接收的激光进行处理，以形成探测光束和光束参考信息；并将所述探测光束通过所述光纤组件发送给对应的扫描模组，以及将所述光束参考信息发送给所述接收装置；所述扫描模组用于根据接收到的所述探测光束对目标物体进行不同方向扫描，接收所述目标物体反射的回波光束，并将所述回波光束发给所述接收装置；所述接收装置用于根据所述回波光束以及所述光束参考信息形成电信号，并将所述电信号发送给所述信号处理装置；所述信号处理装置还用于根据所述一个或多个第二光学收发模组发送的所述电信号对所述目标物体进行分析。在该实现方式中，各个第一光学收发模组的第一激光器发送不同参数的激光到光放大器进行混合和放大处理后，经过放大后的混合激光可在第一分光器中按照参数分成多束，接着多束不同参数的激光中的一部分可分别返回发射该参数激光的第一光学收发模组中的分发装置，而不同参数的激光中的另一部分即第一激光可发送至第二分光器件，由第二分光器件分束后，一部分光束分别回送至发射另一部分激光的第一光学收发模组的分发装置，另一部分光束发送至一个或多个至第二光学收发模组中的分发装置。例如，参数可为波长，即不同第一激光器发射的激光的波长不同。以激光雷达系统包括两个第一光学收发模组和一个第二光学收发模组为例进行说明，一个第一光学收发模组的第一激光器发射第一波长的激光，另一个第一光学收发模组的第一激光器发射第二波长的激光，第一波长的激光和第二波长的激光经过光放大器进行混合和放大处理后，再通过第一分光器分为第一波长的放大激光和第二波长的放大激光，接着第一波长的放大激光再进入一个第一光学收发模组的分发装置，第二波长的放大激光经过第二分光器件后可分为第一光束和第二光束，第一光束可进入另一个第一光学收发模组的分发装置，第二光束可进入第二光学收发模组的分发装置。这样第一激光器的数量可根据需要进行设置，无需在每个光学收发模组中均设置第一激光器，同时使得各个第一激光器发射的激光能够分别发送至第一光学收发模组的分发装置和第二光学收发模组的分发装置，进而使得各个光学收发模组对应连接的扫描模组实现扫描功能。

在一种可能的实现方式中，所述光学处理装置还包括第二激光器，所述光放大器还用于放大所述第二激光器发射的激光，所述分光模组还用于将放大后的第二激光器发射的激光分发至所述第二光学收发模组中的分发装置或分发至所述第一光学收发模组中的分发装置和所述第二光学收发模组中的分发装置。在该实现方式中，第一激光器和第二激光器可分时发送激光，也可同时发送激光，具体可根据工作需要灵活选择。

在一种可能的实现方式中，每个扫描模组包括光学装置和扫描装置，所述光学装置用于对所述探测光束进行准直和/或扩束，所述扫描装置用于改变从所述光学装置接收的所述探测光束的发射方向，以对目标物体进行不同方向扫描，其中：所述光学装置还用于直接接收所述目标物体反射的回波光束；或，所述扫描装置还用于直接接收所述目标物体反射的回波光束，并将所述回波光束发送给所述光学装置。在该实现方式中，为了实现向目标物体发射探测光束，扫描装置的部分可用于设置在工作设备如车体的外部。当光学装置还用于直接接收目标物体反射的回波光束时，光学装置的部分可设置在车体的外部，以便接收回波光束。当扫描装置还用于直接接收目标物体反射的回波光束并将回波光束发送给光学装置时，光学装置可设置在车体的内部。另外，每个扫描装置可以包括一个或两个以上扫描器，具体可根据工作需要进行选择。

在一种可能的实现方式中，所述处理模组和所述多个光学收发模组用于设置在车体的内部；所述多个扫描模组的部分用于设置在车体的外部。在该实现方式中，由于处理模组和多个光学收发模组中器件功耗较高，将其安装在车体内部，可降低损坏风险，并且方便进行散热，例如靠近空调出风口安装；由于扫描模组需要扫描物体和接收回波光束，因此其部分需要设置在车体外部，另外，外露的扫描模组包含的元件数量较少，方便进行维护，降低了EMC设计压力，且扫描模组功耗较低，可减小外露模组产生的热量，方便散热，同时能降低成本。

在一种可能的实现方式中，所述多个光学收发模组集成在一起；和/或，所述多个光学收发模组与所述处理模组集成在一起。在该实现方式中，将该些模组集成一起，可进一步提高模块化程度，且各模组可在空间上解耦，装配难度降低，有利于提高装配速度。

在一种可能的实现方式中，所述处理模组上设置有接口，每个所述光学收发模组上设置有插头，每个所述光学收发模组的插头与所述处理模组的插口能够连接，使得：所述至少两个第一光学收发模组的所述第一激光器与所述光放大器连接，实现所述第一激光器将所述激光发送给所述光放大器；所述分光模组能够分别与多个所述分发装置连接，实现将所述激光分发给多个所述分发装置；所述信号处理装置能够与多个所述分发装置和/或多个所述接收装置通信连接。在该实现方式中，处理模组设置有接口，光学收发模组设置有插头，通过接口和插头连接，可实现第一激光器与光放大器连接，分光模组与多个分发装置连接，信号处理装置与多个分发装置和/或多个接收装置通信连接，使得元件之间能够快速连接，且安装方便，结构紧凑。

在一种可能的实现方式中，所述分光模组通过第三光纤与所述多个光学收发模组的分发装置分别连接。在该实现方式中，分光模组与多个分发装置通过第三光纤连接，实现空间上解耦，方便分别设置分光模组与多个分发装置的安装位置。

在一种可能的实现方式中，所述光纤组件包括第一光纤和第二光纤，所述第一光纤的一端与所述分发装置的输出端连接，另一端与所述光学装置连接，所述光学装置通过所述第一光纤接收所述探测光束；所述第二光纤的一端与所述光学装置连接，另一端与所述接收装置连接，所述接收装置通过所述第二光纤接收所述回波光束。在该实现方式中，分发装置与光学装置可通过第一光纤连接，来发送探测光束，实现空间上解耦，接收装置与光学装置可通过第二光纤连接，接收回波光束，实现空间上解耦。另外，第一光纤和第二光纤也可集成在一起，即从外观上看仅有一条线。可以理解的是，在有需要的情况下，也可使用相同光纤发送探测光束和接收回波光束。

在一种可能的实现方式中，在每一对连接的一个扫描模组和一个光学收发模组中：所述扫描装置通过电缆与所述分发装置连接，所述电缆与所述第一光纤集成在一起，所述信号处理装置与所述分发装置通信连接，并通过所述分发装置和所述电缆发送控制信号给所述扫描装置以及接收所述扫描装置反馈的扫描参数信息；或，所述扫描装置通过电缆与所述接收装置连接，所述电缆与所述第二光纤集成在一起，所述信号处理装置与所述接收装置通信连接，并通过所述接收装置和所述电缆发送控制信号给所述扫描装置以及接收所述扫描装置反馈的扫描参数信息。在该实现方式中，可在扫描装置与分发装置之间或扫描装置与接收装置之间连接电缆，且信号处理装置能够与分发装置或接收装置通信，使得信号处理装置能够通过分发装置或接收装置以及电缆控制扫描装置以及扫描装置能够向控制装置反馈扫描参数信息。其中，扫描参数信息可包括扫描器转速、扫描角度位置和工作状态等信息。

在一种可能的实现方式中，所述接收装置包括：光电探测器，用于将所述目标物反射的回波光束转换为电信号；硬件处理电路，用于对所述光电探测器形成的电信号进行处理，并将处理后的电信号发送给所述信号处理装置；其中：所述光束参考信息包括参考光束，所述光电探测器用于将所述参考光束转换为电信号；或，所述光束参考信息包括参考电信号，所述硬件处理电路还用于对所述参考电信号进行处理，并将处理后的参考电信号发送给所述信号处理装置。在该实现方式中，分发装置形成的光束参考信息包括参考光束，分发装置将参考光束发送给光电探测器，光电探测器可将参考光束转换为电信号，然后发给硬件处理电路；分发装置形成的光束参考信息包括参考电信号，即分发装置可直接对激光进行处理，获得代表激光参数信息的参考电信号，分发装置可将参考电信号直接发送给硬件处理电路。

在一种可能的实现方式中，所述硬件处理电路形成的电信号为模拟信号，所述接收装置还包括模数转换电路，用于将所述模拟信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送给所述信号处理装置。在该实现方式中，由于数字信号相对模拟信号的抗干扰能力更好，将模拟信号转换为数字信号后再发送给信号处理装置，可增加整个信号链路传输的信噪比。

第二方面，本申请实施例提供一种激光雷达系统，激光雷达系统包括：多个光学收发模组；多个扫描模组，与所述多个光学收发模组通过光纤组件一一对应连接；处理模组，包括光学处理装置和信号处理装置，所述光学处理装置包括第二激光器、光放大器和分光模组；所述多个光学收发模组包括至少两个第二光学收发模组，每个所述第二光学收发模组包括分发装置和接收装置；所述光放大器用于将所述第二激光器发射的激光进行放大处理，所述分光模组用于将经过放大处理后的激光分成多束，并将多束激光的部分或全部分别发送至所述至少两个第二光学收发模组中的分发装置；针对每一对连接的一个第二光学收发模组和一个扫描模组：所述分发装置用于将接收的激光进行处理，以形成探测光束和光束参考信息；并将所述探测光束通过所述光纤组件发送给对应的扫描模组，以及将所述光束参考信息发送给所述接收装置；所述扫描模组用于根据接收到的所述探测光束对目标物体进行不同方向扫描，接收所述目标物体反射的回波光束，并将所述回波光束发给所述接收装置；所述接收装置用于根据所述回波光束以及所述光束参考信息形成电信号，并将所述电信号发送给所述信号处理装置；所述信号处理装置用于根据各个第二光学收发模组发送的所述电信号对所述目标物体进行分析。

第三方面，本申请实施例提供一种车辆，所述车辆包括车体和上述第一方面或第二方面提供的激光雷达系统，所述处理模组和所述多个光学收发模组用于设置在车体的内部；所述多个扫描模组的部分用于设置在车体的外部。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施例部分予以详细说明。

附图说明

下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请第一实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图；

图2为图1所示的激光雷达系统的一种示例性的具体结构示意图；

图3为本申请第二实施例提供的一种激光雷达系统的具体结构示意图；

图4为本申请第三实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图；

图5为本申请第四实施例提供的一种激光雷达系统的具体结构示意图；

图6为本申请第五实施例提供的一种激光雷达系统的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是抵触连接或一体的连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以适合的方式结合。

下面针对本申请实施例中用到的缩略语和关键术语进行详细介绍：

LiDAR：light detection and ranging，激光雷达，是一种光学测距技术，它通过向目标照射一束光，来测量目标的距离等参数；并通过改变扫描角度，获取一定角度范围内的目标距离数据。

FoV：field of view，视野，指LiDAR每一帧点云图像所覆盖的视场角度范围。

APD：avalanche photodiode，雪崩光电二极管，是一种半导体光检测器。在加上一个较高的反向偏置电压后，利用电离碰撞(雪崩击穿)效应，可在APD中获得一个较大的内部电流增益。

ToF：time of flight，飞行时间，是对物体、粒子或波(无论是声学、电磁等)在介质中传播一段距离所需的时间的测量方式。

FMCW：frequency-modulated continuous-wave，调频连续波，将调制后的连续波光能量发射，经物体反射后，通过将反射信号解调后获得目标位置与速度等数据的探测方式。

EMC：electro magnetic compatibility，电磁兼容性，指设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

激光雷达能够提供周围环境的三维点云信息，是汽车自动驾驶及辅助驾驶系统中进行障碍物检测、车辆定位的重要传感器。现有激光雷达架构对光电模组的整机装配需求很高，需要在生产线完成多路耦合装调，大大限制了激光雷达的生产效率。

另外，激光雷达LiDAR耦合了激光器、扫描器、探测器、光机模组、信号处理硬件等多个大功率、高精度模块。车载激光雷达要求-40℃～85℃的工作温度，并要满足车载长期震动冲击下的可靠性需求。由于车载激光雷达直接对客户可见，因此对尺寸存在较强的约束。在这种情况下，对于LiDAR的散热、电磁兼容性、硬件可靠性等方面的设计带来了极大的挑战。

下面对两种激光雷达系统的方案进行介绍。

第一种方案——激光雷达系统集成多个激光器和多个APD探测器。每个激光器与APD探测器一一对应。整机集成过程中，需要用自动化耦合设备将所有激光器与探测器一一对应地经过光学模块后进行对准耦合，以便达到所需要的光学系统效率。由于所有激光器和APD探测器耦合在一起，空间对准要求较高，现有模组加工精度(PCB标贴，die bonding等)无法满足整机精度需求，需要在装机过程中持续调节光学系统，极大地限制了组装效率；另外，由于多路激光器与多个APD分别耦合，加工误差无法满足所有路的公差需求，导致部分路光学效率下降。

第二种方案——将光源与扫描光机模块分开，由统一光源支撑多组扫描光机模块。由于扫描光机模块包括光学放大器、APD、信号处理单元和探测器等，导致装配难度高，且功耗较大，增加了扫描光机模块的系统复杂度，装配难度较高，功耗较大，需要额外设置散热装置或在工作设备如车辆上预留足够空间进行散热。并且，由于扫描光机模块的扫描器直接暴露在车辆外部，使得扫描光机模块内部的其他高功率器件容易损坏，影响系统的工作可靠性，同时导致维护成本较高。

鉴于此，本申请实施例提供一种激光雷达系统和包括该激光雷达系统的车辆。本申请实施例的方案，从系统架构上解决了激光雷达可制造性差、恶劣环境下长期工作可靠性差的问题。具体地，通过将激光雷达系统模组化，并且空间上解耦，实现了各模组直接的装配关系结构，极大的优化了光机电一体化复杂系统的可制造性。即各模组之间可通过接线或连接器对接连接，没有绝对的空间耦合约束，各扫描模组可以根据需求放置在设备如车辆的任意位置，并可以将大功率、高速率需求的硬件及激光器模块放置于空间约束小，外围环境相对稳定的区域，如车辆内部，优化了整个激光雷达系统在车载环境下的长期可靠性问题。进一步地，多个激光器可发射不同参数的激光，通过选择不同波长或加载不同调制信号可抑制各路激光之间的串扰，并且可共用光放大器对各路激光进行放大处理，简化了结构，有利于降低成本。同时，通过使用不同激光器，可兼容ToF和FMCW架构，增强了系统的可扩展性。

需说明的是，该激光雷达系统不仅可应用于车辆，还可应用于无人机、船舶，飞机等。另外，该激光雷达系统也可应用于其他设备，如路灯，以便检测周围车辆。

下面结合附图对本申请实施例的激光雷达系统进行介绍。

图1为本申请第一实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图。如图1所示，激光雷达系统包括多个光学收发模组M1、多个扫描模组M2和处理模组M3。多个扫描模组M2与多个光学收发模组M1通过光纤组件X一一对应连接。处理模组M3包括光学处理装置M31和信号处理装置M32。其中，光学收发模组M1、扫描模组M2和处理模组M3分别为各自独立的模块。

当该激光雷达系统应用于车辆时，处理模组M3和多个光学收发模组M1用于可设置在车体的内部。多个扫描模组M2的部分可设置在车体的外部，例如在车头处间隔设置三个扫描模组M2，实现远距离及大角度FoV扫描；车尾设置一个扫描模组M2，实现大角度FoV扫描。由于处理模组M3和多个光学收发模组M1中器件功耗较高，将其安装在车体内部，可降低损坏风险，并且方便进行散热，例如靠近空调出风口安装；由于扫描模组M2需要扫描物体和接收回波光束，因此其部分需要设置在车体外部，另外，扫描模组M2中器件的功耗较低，这样减小了外露模组产生的热量，方便进行散热，进一步地，外露的扫描模组M2包含的元件数量较少，减小了EMC设计压力，并且方便进行维护，有利于降低成本。

图2为图1所示的激光雷达系统的一种示例性的具体结构示意图。如图2所示，多个光学收发模组M1可包括至少两个第一光学收发模组M1a，每个第一光学收发模组M1a包括分发装置M11、接收装置M12和激光器M13(即第一激光器)。光学处理装置M31可包括光放大器M311和分光模组M312。光放大器M311用于将至少两个第一光学收发模组M1a中的激光器M13发射的激光混合并进行放大处理，分光模组M312用于将经过放大处理后的混合激光分成多束，并将多束激光的部分或全部分别回送至先前发送激光的第一光学收发模组M1a中的分发装置M11。

其中，多个光学收发模组M1可均为第一光学收发模组M1a，分光模组M312可根据系统中设置的光学收发模组M1的数量配置不同的分路数。激光器M13包括但不限于半导体激光器、光纤激光器等不同类型。

每个第一光学收发模组M1a的功能可相同。针对每一对连接的一个第一光学收发模组M1a和一个扫描模组M2，分发装置M11用于将接收的激光进行处理，以形成探测光束和光束参考信息。其中，本实施例中，存在着多对相连连接着的模组(即每对模组包括一个第一光学收发模组M1a和一个扫描模组M2)，每对的工作原理都相同。

接着，分发装置M11将探测光束通过光纤组件X发送给对应的扫描模组M2并将光束参考信息发送给接收装置M12。然后，扫描模组M2用于根据接收到的探测光束对目标物体进行不同方向扫描，即扫描模组M2可将激光扩展到所需的FoV。接着，扫描模组M2接收目标物体反射的回波光束，并将回波光束发给接收装置M12。接收装置M12用于根据回波光束以及光束参考信息形成电信号，并将电信号发送给信号处理装置M32。信号处理装置M32用于根据各个第一光学收发模组M1a发送的电信号对目标物体进行分析，处理成整车系统需要的点云数据，通过一定的通信协议传递给整车数据处理系统。

根据不同架构信号需求，接收装置M12可将电信号直接传给信号处理装置M32进行信号处理；或者，接收装置M12可将电信号先传递给光学处理装置M31，然后再传递信号处理装置M32。接着，在信号处理装置M32对电信号进行分析，输出成点云信号。信号处理装置M32可包含LiDAR系统的信号处理硬件及控制硬件，可提供光学处理装置M31、光学收发模组M1以及扫描模组M2的控制信号，负责整个系统的硬件逻辑和信号同步。

并且，至少两个第一光学收发模组M1a的激光器M13发射的激光参数可不同。其中，激光参数不同可以是指波长不同，也可以是指激光的编码不同。分光模组M312可包括第一分光器件F1(图2中未示出标号F1，可参见下面将介绍的图3)，第一分光器件F1用于将经过放大处理后的混合激光按照参数分成多束，并将多束不同参数的激光分别回送至先前发送相同参数激光的第一光学收发模组M1a中的分发装置M11。以激光雷达系统包括两个第一光学收发模组M1a为例进行说明，一个第一光学收发模组M1a的激光器M13发射第一波长的激光，另一个第一光学收发模组M1a的激光器M13发射第二波长的激光，第一波长的激光和第二波长的激光经过光放大器M311进行混合和放大处理后，再通过第一分光器F1分为第一波长的放大激光和第二波长的放大激光，接着第一波长的放大激光再进入一个第一光学收发模组M1a的分发装置M11，第二波长的放大激光再进入另一个第一光学收发模组M1a的分发装置M11，实现各个第一光学收发模组M1a可通过共有的光学处理装置M31对激光进行功率放大并分束，有利于简化结构和降低成本。

其中，第一分光器件F1可为解复用器。解复用器，亦称分波器或称去复用器(demultiplexer)，可将不同波长的混合光分离为不同波长的光。解复用器一般是在波分复用中使用。波分复用(wavelength division multiplexing，WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。

接收装置M12可包括光电探测器M121和硬件处理电路M122。光电探测器M121用于将目标物反射的回波光束转换为电信号。硬件处理电路M122用于对光电探测器M121形成的电信号进行处理，并将处理后的电信号发送给信号处理装置M32。其中，电信号可以是数字也可以是模拟，具体可根据工作需要，选择不同功能的光电探测器。

当电信号是模拟电信号时，硬件处理电路M122可包括放大电路和滤波电路，放大电路可对模拟电信号进行放大处理，滤波电路可对模拟电信号进行滤波处理。接着，硬件处理电路M122可将处理后的模拟电信号发送给信号处理装置M32；或者，接收装置M12还可包括模数转换电路(图中未示出)，用于将模拟信号转换为数字信号，并将数字信号发送给信号处理装置M32。由于数字信号相对模拟信号的抗干扰能力更好，将模拟信号先转换为数字信号再发送给信号处理装置M32，可增加整个信号链路传输的信噪比。

根据系统需求，分发装置M11可将一部分光或电信号传给接收装置M12作为信号处理的参考信号。若为ToF系统，分发装置M11会向接收装置M12发送触发信号即光束参考信息，该触发信号可以是一部分能量的出射激光，也可以是经过光电转换的电信号。当触发信号为激光时，分发装置将触发信号发给光电探测器M121。即光束参考信息可包括参考光束，光电探测器M121用于将参考光束转换为电信号。当分发装置M11可直接对激光进行处理来获取参考电信号时，触发信号为电信号，即光束参考信息包括参考电信号，参考电信号可代表激光的参数信息，分发装置M11将触发信号发给信号处理装置M32。硬件处理电路M122还用于对参考电信号进行处理，并将处理后的参考电信号发送给信号处理装置M32。

若为FMCW系统，分发装置M11可将一部分激光作为本振光即参考光束分发到接收装置M12的光电探测器M121，光电探测器M121用于将参考光束转换为电信号，以便与回波信号进行混频解调得到回波光束信息。即光束参考信息包括参考光束，可用作回波光束的解调本振光信号，以便解调回波光束。

如图2所示，光纤组件X可包括第一光纤X1和第二光纤X2，第一光纤X1的一端与分发装置M11的输出端连接，另一端与光学装置M21连接，光学装置M21通过第一光纤X1接收探测光束；第二光纤X2的一端与光学装置M21连接，另一端与接收装置M12连接，接收装置M12通过第二光纤X2接收回波光束。通过第一光纤X1和第二光纤X2，将分发装置M11、光电探测器M121与扫描模组M2实现装配空间上的解耦，简化了对机械结构精度要求极高的扫描光机模块(如现有技术的第二中方案所介绍)的系统复杂度，降低光学收发模组M1的装配对准难度，有助于减小整机装配成本。需说明的是，在有需要的情况下，也可使用相同光纤发送探测光束和接收回波光束。另外，如图1所示，光纤组件X的第一光纤X1和第二光纤X2可集成在一起，即从外观上看仅有一条线。

进一步地，在每一对连接的一个扫描模组M2和一个光学收发模组M1中，扫描装置M22通过电缆L与分发装置M11连接，电缆L可与第一光纤X1集成在一起，信号处理装置M32与分发装置M11通信连接，并通过分发装置M11和电缆L发送控制信号给扫描装置M22以及接收扫描装置M22反馈的扫描参数信息。或者，在每一对连接的一个扫描模组M2和一个光学收发模组M1中，扫描装置M22通过电缆L与接收装置M12连接，电缆L可与第二光纤X2集成在一起，信号处理装置M32与接收装置M12通信连接，并通过接收装置M12和电缆L发送控制信号给扫描装置M22以及接收扫描装置M22反馈的扫描参数信息。也就是说，每个光学收发模组M1与一个扫描模组M2可通过光电混合线缆连接。各模块之间通过接线或连接器对接连接，没有绝对的空间耦合关系。这样各个扫描模组M2可以根据需求放置在整车的任意位置。

其中，每个扫描模组M2包括光学装置M21和扫描装置M22，光学装置M21用于对探测光束进行准直和/或扩束，扫描装置M22用于改变从光学装置M21接收的探测光束的发射方向，以对目标物体进行不同方向扫描。在一个例子中，光学装置M21还用于直接接收目标物体反射的回波光束。在另一个例子，扫描装置M22还用于直接接收目标物体反射的回波光束，并将回波光束发送给光学装置M21。也就是说，回波光束可直接进入光学装置M21；或者，回波光束也可先经过扫描装置M22再进入光学装置M21。

下面以回波光束直接进入光学装置M21为例进行说明。具体地，激光经由光电线缆中的光纤传到光学装置M21，经由光学装置M21的准直加扩束形成一路准直光路，再由扫描装置M22将该光线扫描至所需的FoV区域。接着，将FoV内目标反射信号即回波光束在光学装置M21接收，通过光电线缆中的光纤回传给光学收发模组M1。同时扫描装置M22的电子及同步信号也由光电线缆中的电缆L回传给光学收发模组M1。具体地，出射激光照射至目标物体上，目标物体反射信号即回波光束经光学装置M21汇聚到接收光纤端面，再由光电线缆传回光学收发模组M1。其中，扫描装置M22包括但不限于二维电磁扫描镜和MEMS扫描镜，并可采用多电机组合扫描等方案。

另外，分光模组M312可通过第三光纤X3与多个光学收发模组M1的分发装置M11分别连接。通过第三光纤X3连接分光模组M312和分发装置M11，可使分光模组M312和分发装置M11在空间上解耦，这样安装时无需空间对准，使得分光模组M312和分发装置M11的位置设置更加灵活，有利于降低加工难度和提高组装速度。

在本申请第一实施例的激光雷达系统中，光学收发模组M1、扫描模组M2和处理模组M3可为独立模块，实现了模块化设计，并且一个光学收发模组M1和一个扫描模组M2可通过光纤组件X连接，空间上解耦，两者无需空间上对准，降低了空间耦合度要求，安装位置灵活，如可将高功耗元件如信号处理装置M32、分发装置M11和接收装置M12与低功耗元件如光学装置M21和扫描装置M22分离，高功耗元件可设置在车体内部，在车体外观上只有低功耗元件，从而降低了外露模组的维修成本，减小了散热和EMC设计压力，并且车体外观尺寸有限，由于外露模组体积较小，方便安装在车体上。另外，模块化设计方便更换器件，还可根据工作需要，设置模组的数量，在同一架构下可持续升级，如将ToF系统升级为FMCW系统，且减少了定制化开发周期，能够更好地满足用户个性化需求。

进一步地，多个激光器M13可发射不同参数的激光，通过选择不同波长或加载不同调制信号可抑制各路激光之间的串扰，并且可共用光放大器M311对各路激光进行放大处理，简化了结构，有利于降低成本。此外，通过使用不同激光器，可以在同一平台下同时兼容ToF和FMCW架构，增强了该平台系统的可扩展性。

图3为本申请第二实施例提供的一种激光雷达系统的具体结构示意图。如图3所述，与图2所示的第一实施例的激光雷达系统的不同之处在于，在第二实施例的激光雷达系统中，多个光学收发模组M1还可包括一个或多个第二光学收发模组M1b，每个第二光学收发模组M1b包括分发装置M11和接收装置M12；分光模组M312可包括第一分光器件F1和第二分光器件F2。

其中，至少两个第一光学收发模组M1a的激光器M13发射的激光参数不同，第一分光器件F1用于将经过放大处理后的混合激光按照参数分成多束，并将除第一激光以外的其他参数的激光回送至先前发送相同参数激光的第一光学收发模组M1a中的分发装置M11，第一激光包括一种或多种参数的激光。第二分光器件F2用于将经过第一分光器件F1后的第一激光的一部分回送至先前发送第一激光中的一种参数的激光的第一光学收发模组M1a中的分发装置M11，以及将第一激光的另一部分发送至一个或多个第二光学收发模组M1b的分发装置M11。其中，第一分光器件F1可为解复用器。第二分光器件F2可为光纤耦合器，实现一个输入，多个输出。

以激光雷达系统包括两个第一光学收发模组M1a和一个第二光学收发模组M1b为例进行说明，一个第一光学收发模组M1a的激光器M13发射第一波长的激光，另一个第一光学收发模组M1a的激光器M13发射第二波长的激光，第一波长的激光和第二波长的激光经过光放大器M311进行混合和放大处理后，再通过第一分光器F1分为第一波长的放大激光和第二波长的放大激光，接着第一波长的放大激光再进入一个第一光学收发模组M1a的分发装置M11，第二波长的放大激光经过第二分光器件F2后可分为第一光束和第二光束，第一光束可进入另一个第一光学收发模组M1a的分发装置M11，第二光束可进入第二光学收发模组M1b的分发装置M11。这样激光器M13的数量可根据需要进行设置，无需在每个光学收发模组M1中均设置激光器M13，同时使得各个激光器M13发射的激光能够分别发送至第一光学收发模组M1a的分发装置M11和第二光学收发模组M1b的分发装置M11，进而使得各个光学收发模组M1对应连接的扫描模组M2实现扫描功能。

每个第二光学收发模组M1b的功能可相同，针对每一对连接的一个第二光学收发模组M1b和一个扫描模组M2，分发装置M11用于将接收的激光进行处理，以形成探测光束和光束参考信息；并将探测光束通过光纤组件X发送给对应的扫描模组M2，以及将光束参考信息发送给接收装置M12；扫描模组M2用于根据接收到的探测光束对目标物体进行不同方向扫描，接收目标物体反射的回波光束，并将回波光束发给接收装置M12；接收装置M12用于根据回波光束以及光束参考信息形成电信号，并将电信号发送给信号处理装置M32；信号处理装置M32还用于根据一个或多个第二光学收发模组M1b发送的所述电信号对所述目标物体进行分析，即信号处理装置M32可同时根据各个第一光学收发模组M1a和一个或多个第二光学收发模组M1b发送的电信号对目标物体进行分析。

图4为本申请第三实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图。如图4所示，与图2和图3所示的激光雷达系统的不同之处在于，多个光学收发模组M1可集成在一起，另外，多个光学收发模组M1可与处理模组M3集成在一起。这样可进一步提高模块化程度，有利于节省装配时间。

其中，与第一实施例的方案类似的，多个光学收发模组M1可均为第一光学收发模组M1a。或者，与第二实施例的方案类似的，多个光学收发模组M1可包括第一光学收发模组M1a和第二光学收发模组M1b。

在一个例子中，处理模组M3上设置有接口，每个光学收发模组M1上设置有插头，每个光学收发模组M1的插头与处理模组M3的插口能够连接，使得：至少两个第一光学收发模组M1a的激光器M13与光放大器M311连接，实现激光器M13将激光发送给光放大器M311；分光模组M312能够分别与多个分发装置M11连接，实现将激光分发给多个分发装置M11；信号处理装置M32能够与多个分发装置M11和/或多个接收装置M12通信连接。

图5为本申请第四实施例提供的一种激光雷达系统的具体结构示意图。如图5所示，与上述第一实施例和第二实施例的光雷达系统的不同之处在于，在本申请第四实施例的激光雷达系统中，光学收发模组M1可以不包括激光器M13，即多个光学收发模组M1可均为第二光学收发模组M1b，光学处理装置M31处可设置激光器M13’(即第二激光器)。

分光模组M312可仅包括第二分光器件F2(图5中未示出标号F2，可参见上面介绍的图3)，第二分光器件F2可为光纤耦合器，实现一个输入，多个输出。光学处理装置M31处的激光器M13’发射的激光经过光放大器M311放大后，进入第二分光器件F2，第二分光器件F2可将激光分发至多个第二光学收发模组M1b的分发装置M11，接下来的过程可参考上面第二实施例中关于每一对连接的一个第二光学收发模组M1b和一个扫描模组M2的相关描述。

或者，分光模组M312可仅包括第一分光器件F1，第一分光器件F1可为解复用器。此时，激光器M13’可发射不同参数的激光，如波长不同。光学处理装置M31处的激光器M13’发射的激光经过光放大器M311放大后进入第一分光器件F1，第一分光器件F1可将激光按照参数分为多束，并分发至多个第二光学收发模组M1b的分发装置M11，接下来的过程可参考上面第二实施例中关于每一对连接的一个第二光学收发模组M1b和一个扫描模组M2的相关描述。

图6为本申请第五实施例提供的一种激光雷达系统的具体结构示意图。如图6所示，与本申请第四实施例的激光雷达系统不同之处在于，在本申请第五实施例的激光雷达系统中，多个光学收发模组M1还可包括至少两个第一光学收发模组M1a，以及对应连接第一光学收发模组M1a的扫描模组M2。此时，分光模组M312可包括第一分光器件F1和/或第二分光器件F2。其中，第一光学收发模组M1a处的激光器M13和光学处理装置M31处的激光器M13’可以分时发射激光，也可以同时发射激光。并且，每个激光器M13’发射的激光的参数可不同，激光器M13和激光器M13’发射的激光的参数可不同，激光器M13能够发送不同参数的激光或者仅发射一种参数的激光。

当分光模组M312仅包括第一分光器件F1时，第一分光器件F1可将经过光放大器M311放大后的激光器M13和/或激光器M13’发射的激光按照参数分为多束，并分别发送至至少两个第一光学收发模组M1a的分发装置M11以及多个第二光学收发模组M1b的分发装置M11。

当分光模组M312仅包括第二分光器件F2时，第二分光器件F2可将经过光放大器M311放大后的激光器M13和/或激光器M13’发射的激光分为多束，并分别发送至至少两个第一光学收发模组M1a的分发装置M11以及多个第二光学收发模组M1b的分发装置M11。

当分光模组M312包括第一分光器件F1和第二分光器件F2时，激光器M13和/或激光器M13’发射的激光可先经过光放大器M311混合和放大，接着进入第一分光器件F1进行第一次分束。若激光器M13’发射的激光的参数与一个激光器M13发射的激光的参数相同，则第一分光器件F1分束后的激光路数与原始发射的激光路数减少一路；若激光器M13’发射的激光的参数与激光器M13发射的激光的参数不同，则第一分光器件F1分束后的激光路数与原始发射的激光路数相同。接着，第一分光器件F1分束后的激光中的一部分被回送至原来发送相同参数激光的第一光学收发模组M1a的分发装置M11，第一分光器件F1分束后的激光中的另一部分进入第二分光器件F2再次进行分束，再次分束后的激光分别进入第二光学收发模组M1b的分发装置M11以及未接收收到第一次分束后的激光的第一光学收发模组M1a的分发装置M11。

另外，在本申请第四实施例和第五实施例的激光雷达系统中，可参考第三实施例的激光雷达系统，进行进一步地集成，如多个光学收发模组M1可集成在一起，多个光学收发模组M1可与处理模组M3集成在一起。

现有LiDAR存在高光机电耦合度带来的装配成本高、可靠性差的问题，并且针对客户定制化需求，开发周期长，物料利用率差。本申请实施例的激光雷达系统，能够实现对周围环境三维点云探测的效果，在系统架构上采取模块化设计，在空间上解耦，装配难度和成本降低，生产效率提高，并且根据不同需求只需调整不同模块，减少了定制化开发周期，并可兼容FMCW与ToF方案，在同一架构下可以持续升级。

具体地，本申请实施例通过将光学收发模组、扫描模组和处理模组分体式设计，实现了模块化。通过光纤组件连接光学收发模组与扫描模组，进行信号传输，解耦激光器、光电探测器与扫描模组等，有利于提高信号链路的EMC稳定性。进一步地，将高速、高功率器件如激光器、探测器、信号处理装置等模组化，并与低功率器件如扫描模组分离设计，降低了光机电耦合程度，优化了光学系统的装调难度，同时高速、高功率模组可设置在车体内部，没有在车载外观上外漏，减小了对这些模组的尺寸设计约束，降低了损坏风险。由于扫描模组内仅包括低功耗器件，降低了扫描模组散热需求，有利于减小扫描模组体积；在同一平台架构下，可以调整、更改扫描模组数量、FoV、发射功率等，可灵活化配置，降低了对于不同客户，不同需求的开发成本。

综上所述，本申请实施例提供的激光雷达系统和车辆，主要具有以下优点：

1)光纤数据传输：通过光纤实现系统内数据传输，减小高速信号的EMC压力，降低传输线成本；并且，通过增加光纤连接器内部的耦合模场面积，可增加连接器抗振动能力；进一步地，通过提高收光光纤的接收面积和数值孔径，降低收发光学系统的装配对准难度，实现无调试光机组装。

2)模块化设计：通过模块化设计方便根据不同客户需求更换模组种类或者调整模组数量，缩短了定制化开发周期，提高物料利用率。

3)高低功耗模块分离：通过将光学处理装置、信号处理装置、光学收发模组、扫描模组进行模块化、分布式架构设计，可将激光器、光电探测器、信号处理芯片等高功耗高处理速率的光电模块与扫描模组等低功耗及镜头模组等无源模块分离，使得在车辆外观只有低功耗模块，降低了外露模组的维护成本，减小了外露模组散热及EMC设计压力。

4)多个激光器可发射不同参数的激光，通过选择不同波长或加载不同调制信号可抑制各路激光之间的串扰，并且可共用光放大器对各路激光进行放大处理，简化了结构，有利于降低成本。此外，通过使用不同激光器，可以在同一平台下同时兼容ToF和FMCW架构，增强了该平台系统的可扩展性。

最后说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：

多个光学收发模组(M1)；

多个扫描模组(M2)，与所述多个光学收发模组(M1)通过光纤组件(X)一一对应连接；

处理模组(M3)，包括光学处理装置(M31)和信号处理装置(M32)，所述光学处理装置(M31)包括光放大器(M311)和分光模组(M312)；

所述多个光学收发模组(M1)包括至少两个第一光学收发模组(M1a)，每个所述第一光学收发模组(M1a)包括分发装置(M11)、接收装置(M12)和第一激光器(M13)；

所述光放大器(M311)用于将所述至少两个第一光学收发模组(M1a)中的第一激光器(M13)发射的激光混合并进行放大处理，所述分光模组(M312)用于将经过放大处理后的混合激光分成多束，并将多束激光的部分或全部分别回送至先前发送激光的第一光学收发模组(M1a)中的分发装置(M11)；

针对每一对连接的一个第一光学收发模组(M1a)和一个扫描模组(M2)：

所述分发装置(M11)用于将接收的激光进行处理，以形成探测光束和光束参考信息；并将所述探测光束通过所述光纤组件(X)发送给对应的扫描模组(M2)，以及将所述光束参考信息发送给所述接收装置(M12)；

所述扫描模组(M2)用于根据接收到的所述探测光束对目标物体进行不同方向扫描，接收所述目标物体反射的回波光束，并将所述回波光束发给所述接收装置(M12)；

所述接收装置(M12)用于根据所述回波光束以及所述光束参考信息形成电信号，并将所述电信号发送给所述信号处理装置(M32)；

所述信号处理装置(M32)用于根据各个第一光学收发模组(M1a)发送的所述电信号对所述目标物体进行分析。

2.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述至少两个第一光学收发模组的第一激光器发射的激光的参数不同，所述分光模组(M312)包括第一分光器件(F1)，所述第一分光器件(F1)用于将经过放大处理后的混合激光按照所述参数分成多束，并将多束不同参数的激光分别回送至先前发送相同参数激光的所述第一光学收发模组(M1a)中的分发装置(M11)。

3.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述至少两个第一光学收发模组(M1a)的第一激光器发射的激光的参数不同，所述分光模组(M312)包括第一分光器件(F1)和第二分光器件(F2)，所述第一分光器件(F1)用于将经过放大处理后的混合激光按照所述参数分成多束，并将除第一激光以外的其他参数的激光回送至先前发送相同参数激光的所述第一光学收发模组(M1a)中的分发装置(M11)，所述第一激光包括一种或多种参数的激光；

所述多个光学收发模组(M1)还包括一个或多个第二光学收发模组(M1b)，每个所述第二光学收发模组(M1b)包括分发装置(M11)和接收装置(M12)；所述第二分光器件(F2)(M312)用于将经过所述第一分光器件(F1)后的所述第一激光的一部分回送至先前发送所述第一激光中的一种参数的激光的第一光学收发模组(M1a)中的分发装置(M11)，以及将所述第一激光的另一部分发送至所述一个或多个第二光学收发模组(M1b)中的分发装置(M11)；

针对每一对连接的一个第二光学收发模组(M1b)和一个扫描模组(M2)：

所述分发装置(M11)用于将接收的激光进行处理，以形成探测光束和光束参考信息；并将所述探测光束通过所述光纤组件(X)发送给对应的扫描模组(M2)，以及将所述光束参考信息发送给所述接收装置(M12)；

所述扫描模组(M2)用于根据接收到的所述探测光束对目标物体进行不同方向扫描，接收所述目标物体反射的回波光束，并将所述回波光束发给所述接收装置(M12)；

所述接收装置(M12)用于根据所述回波光束以及所述光束参考信息形成电信号，并将所述电信号发送给所述信号处理装置(M32)；

所述信号处理装置(M32)还用于根据所述一个或多个第二光学收发模组(M1b)发送的所述电信号对所述目标物体进行分析。

4.根据权利要求3所述的激光雷达系统，其特征在于，所述光学处理装置(M31)还包括第二激光器(M13’)，所述光放大器(M311)还用于放大所述第二激光器(M13’)发射的激光，所述分光模组(M312)还用于将放大后的第二激光器(M13’)发射的激光分发至所述第二光学收发模组(M1b)中的分发装置(M11)或分发至所述第一光学收发模组(M1a)中的分发装置(M11)和所述第二光学收发模组(M1b)中的分发装置(M11)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的激光雷达系统，其特征在于，每个扫描模组(M2)包括光学装置(M21)和扫描装置(M22)，所述光学装置(M21)用于对所述探测光束进行准直和/或扩束，所述扫描装置(M22)用于改变从所述光学装置(M21)接收的所述探测光束的发射方向，以对目标物体进行不同方向扫描，其中：

所述光学装置(M21)还用于直接接收所述目标物体反射的回波光束；或，

所述扫描装置(M22)还用于直接接收所述目标物体反射的回波光束，并将所述回波光束发送给所述光学装置(M21)。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的激光雷达系统，其特征在于，所述处理模组(M3)和所述多个光学收发模组(M1)用于设置在车体的内部；所述多个扫描模组(M2)的部分用于设置在车体的外部。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的激光雷达系统，其特征在于：

所述多个光学收发模组(M1)集成在一起；和/或，

所述多个光学收发模组(M1)与所述处理模组(M3)集成在一起。

8.根据权利要求2-6中任一项所述的激光雷达系统，其特征在于，所述处理模组(M3)上设置有接口，每个所述光学收发模组(M1)上设置有插头，每个所述光学收发模组(M1)的插头与所述处理模组(M3)的插口能够连接，使得：

所述至少两个第一光学收发模组(M1a)的所述第一激光器(M13)与所述光放大器(M311)连接，实现所述第一激光器(M13)将所述激光发送给所述光放大器(M311)；

所述分光模组(M312)能够分别与多个所述分发装置(M11)连接，实现将所述激光分发给多个所述分发装置(M11)；

所述信号处理装置(M32)能够与多个所述分发装置(M11)和/或多个所述接收装置(M12)通信连接。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的激光雷达系统，其特征在于，所述分光模组(M312)通过第三光纤(X3)与所述多个光学收发模组(M1)的分发装置(M11)分别连接。

10.根据权利要求5所述的激光雷达系统，其特征在于，所述光纤组件(X)包括第一光纤(X1)和第二光纤(X2)，

所述第一光纤(X1)的一端与所述分发装置(M11)的输出端连接，另一端与所述光学装置(M21)连接，所述光学装置(M21)通过所述第一光纤(X1)接收所述探测光束；

所述第二光纤(X2)的一端与所述光学装置(M21)连接，另一端与所述接收装置(M12)连接，所述接收装置(M12)通过所述第二光纤(X2)接收所述回波光束。

11.根据权利要求10所述的激光雷达系统，其特征在于，在每一对连接的一个扫描模组(M2)和一个光学收发模组(M1)中：

所述扫描装置(M22)通过电缆(L)与所述分发装置(M11)连接，所述电缆(L)与所述第一光纤(X1)集成在一起，所述信号处理装置(M32)与所述分发装置(M11)通信连接，并通过所述分发装置(M11)和所述电缆(L)发送控制信号给所述扫描装置(M22)以及接收所述扫描装置(M22)反馈的扫描参数信息；或，

所述扫描装置(M22)通过电缆(L)与所述接收装置(M12)连接，所述电缆(L)与所述第二光纤(X2)集成在一起，所述信号处理装置与所述接收装置(M12)通信连接，并通过所述接收装置(M12)和所述电缆(L)发送控制信号给所述扫描装置(M22)以及接收所述扫描装置(M22)反馈的扫描参数信息。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的激光雷达系统，其特征在于，所述接收装置(M12)包括：

光电探测器(M121)，用于将所述目标物反射的回波光束转换为电信号；

硬件处理电路(M122)，用于对所述光电探测器(M121)形成的电信号进行处理，并将处理后的电信号发送给所述信号处理装置(M32)；

其中：所述光束参考信息包括参考光束，所述光电探测器(M121)用于将所述参考光束转换为电信号；或，所述光束参考信息包括参考电信号，所述硬件处理电路(M122)还用于对所述参考电信号进行处理，并将处理后的参考电信号发送给所述信号处理装置(M32)。

13.根据权利要求12所述的激光雷达系统，其特征在于，所述硬件处理电路(M122)形成的电信号为模拟信号，所述接收装置(M12)还包括模数转换电路，用于将所述模拟信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送给所述信号处理装置(M32)。

14.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括车体和根据权利要求1-13中任一项所述的激光雷达系统，所述处理模组(M3)和所述多个光学收发模组(M1)设置在车体的内部；所述多个扫描模组(M2)的部分设置在车体的外部。

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